本发明涉及缝纫设备与工艺领域，具体涉及一种评价缝纫设备缝纫效果的装置及方法。
背景技术：
全自动花样机和模板机是近十年来随着自动化和数控技术的普及而兴起的特种缝纫设备，主要用于取代服装厂的平缝类机械设备，由于自动花样机和模板机有缝纫速度快、自动化程度高和工作效率高等优点，可以大大提高工人的劳动工作效率，已经开始广泛应用在服装生产上。
全自动花样机和模板机是数控类缝纫设备，其缝纫效果是由机械部分和数控部分共同作用产生的结果。从缝纫工艺上看，全自动花样机和模板机缝纫效果需要满足：1、直线缝纫要直；2、线段连接的拐角处要缝纫到位；3、曲线缝纫要花样数据文件保持一致；4、倒缝要重合；5、缝纫针距要均匀，避免出现针距不一致的情况。因此，全自动花样机和模板机的缝纫效果不像普通平缝类设备一样可以通过人工观察就能够直观且准确地做出评价。
技术实现要素：
为了直观准确的评价全自动花样机和模板机的缝纫效果，本发明提出了一种评价缝纫设备缝纫效果的装置及方法，通过该评价装置，能够快速直观且准确地对缝纫设备的缝纫效果做出评价。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种评价缝纫设备缝纫效果的装置，包括设置于支架上部的工业摄像机，在支架的中部和下部分别设有环形光源和用于放置被检布料的平台；所述工业摄像机通过信号线连接于pc机，并通过pc机对工业摄像机进行控制，实现图像采集。
进一步的，所述的缝纫设备为全自动花样机或模板机，所述的被检布料是经过全自动花样机或模板机缝纫过的布料。
进一步的，所述工业摄像机的镜头穿过环形光源对被检布料进行拍摄。
一种评价缝纫设备缝纫效果的方法，包括以下步骤：
步骤一：设计用于评价缝纫效果的花样图形，并将该花样图形的数据文件导入到pc机中；
步骤二：将所述的花样图形导入到全自动花样机或模板机中，并基于该花样图形，在标准缝纫速度下加工得到被检布料；
步骤三：将步骤二加工好的被检布料平整的放置于评价装置下，利用工业摄像机对被检布料上的缝纫图形进行采集并传输到pc机中，在pc机中对该缝纫图形进行数字图像处理，形成缝纫图形的数据文件；
步骤四：pc机将采集到的缝纫图形分解成五种关键类型轨迹，即曲线线迹、直线线迹、拐角线迹、倒回缝线迹和缝纫针距，分别对该五种关键类型轨迹进行定量评价，得到经过量化后的评价指标值。
进一步的，步骤一所述的花样图形包括样条曲线、闭合矩形、闭合五角星形、闭合圆形和折线，所述的样条曲线和折线在起始和结束处都进行倒缝加固工艺。
进一步的，步骤四所述的曲线线迹的评分方法为：将步骤三中所述的缝纫图形中的曲线部分进行缩放和角度变换，使得该曲线部分的起点和终点刚好与花样图形相应的曲线部分的起点和终点重合，并将所述起点与终点之间的曲线部分分解为n个小曲线，其中，n取正整数，第i个小曲线的两个端点与花样图形的曲线部分的最短距离分别为dsi和dei，i＝1～n，缝纫图形与花样图形的绝对偏移量为d，
进一步的，步骤四所述的直线线迹的评分方法为：将步骤三中所述的缝纫图形中的直线部分进行缩放和角度变换，使得该直线部分的起点和终点刚好与花样图形相应的直线部分的起点和终点重合，并将所述起点与终点之间的直线部分分解为m个小直线，其中，m取正整数，第j个小直线的两个端点与花样图形的直线部分的最短距离分别为dsj和dej，j＝1～m，缝纫图形与花样图形的绝对偏移量为c，
进一步的，步骤四所述的拐角线迹的评分方法为：提取步骤三中所述缝纫图形中的拐角图形，计算出拐角的内夹角值θ，花样图形相应位置的拐角为η，则拐角线迹的相似度为ps，
进一步的，步骤四所述的倒回缝线迹的评分方法为：将步骤三中所述的缝纫图形中的倒回针部分分解为k针次，第t针倒回缝的偏移量dt，dt＝(det+dst)/2，倒回缝纫总体偏移量为e，
进一步的，步骤四所述的缝纫针距的评分方法为：统计步骤三中所述的缝纫图形中的所有小线段的长度，计算出小线段的算术平均es和均方差ds，算术平均es越接近花样文件的针距值，评分越高，均方差ds越小，评分越高。
本发明的有益效果：
本发明基于机器视觉原理用于评价全自动花样机和模板机缝纫效果，首先pc机通过工业摄像机拍摄缝纫图片，采用数字图像处理技术，提取出缝纫效果图形，将提取出的缝纫效果数据与花样文件数据源进行融合比对，按照缝纫工艺的权重对五种关键类型线迹进行评分，最终得到缝纫效果的评价值。该方法容易实现，对比精确度高，而且可以根据实际需要，设计复杂多样的花样图形，对设备的缝纫效果评价会更加全面、准确，克服了人工肉眼评价标准难以高度统一，且效率低下的不足。
附图说明
图1是评价装置的连接示意图；
图2是设计的花样图形；
图3是曲线线迹评价方法原理图及局部放大图；
图4是直线线迹评价方法原理图及局部放大图；
图5是拐角线迹评价方法原理图及局部放大图；
图6是倒回缝线迹评价方法原理图及局部放大图；
图1中，1、pc机，2、信号线，3、工业摄像机，4、支架，5、环形光源，6、平台。
具体实施方式
如图1所示，一种评价缝纫设备缝纫效果的装置，包括设置于支架4上部的工业摄像机3，在支架4的中部和下部分别设有环形光源5和用于放置被检布料的平台6，所述工业摄像机3的镜头穿过环形光源5对被检布料进行拍摄，该摄像机3通过信号线2连接于pc机1，并通过pc机1对工业摄像机3进行控制；本发明所述的缝纫设备为全自动花样机，被检布料是经过全自动花样机缝纫过的布料。
一种评价缝纫设备缝纫效果的方法，包括以下步骤：
步骤一：设计用于评价缝纫效果的花样图形(参见图2)，并将该花样图形的数据文件导入到pc机中；所述的花样图形包括样条曲线、闭合矩形、闭合五角星形、闭合圆形和折线，所述的样条曲线和折线在起始和结束处都进行倒缝加固工艺；
步骤二：将所述的花样图形导入到全自动花样机中，并基于该花样图形，在标准缝纫速度下加工得到被检布料；
步骤三：将步骤二加工好的被检布料平整的放置于评价装置下，利用工业摄像机对被检布料上的缝纫图形进行采集并传输到pc机中，在pc机中对该缝纫图形进行数字图像处理，形成缝纫图形的数据文件；
步骤四：pc机将采集到的缝纫图形分解成五种关键类型轨迹，即曲线线迹、直线线迹、拐角线迹、倒回缝线迹和缝纫针距，分别将该五种关键类型轨迹进行评分，之后将该五种关键类型轨迹的评分进行加权后相加，得到经过量化后的评价指标值。
所述的曲线线迹的评分方法(参见图3)为：
本实施例中，曲线花样为一段半径10mm、夹角120度、针距3mm的弧，该曲线花样长20.95mm，存在8个缝纫点，会形成7段线迹。将全自动模板机加工后的布料的缝纫图形通过步骤三所述的图像采集，可以观察到7条存在间隔的小线段。通过进一步的图像旋转和缩放变换后，使得缝纫图形的第1条线段的首点与花样文件的首点重合，同时使得缝纫图形的第7条线段的尾点与花样文件的尾点重合；然后，通过计算机图形识别方法测量出缝纫图形第1条线段的尾点与曲线花样的最短距离de1＝0.02mm，第2条线段的首点与曲线花样的最短距离ds2＝0.03mm，第2条线段的尾点与曲线花样的最短距离de2＝0.04mm，同理，第3～7条线段的首点与曲线花样的最短距离分别为：ds3＝0.06mm，ds4＝0.07mm，ds5＝0.06mm，ds6＝0.05mm，ds7＝0.03mm，第3～6条线段的尾点与曲线花样的最短距离分别为：de3＝0.09mm，de4＝0.05mm，de5＝0.04mm，de6＝0.06mm，因为第1条线段的首点与曲线花样的首点重合，因此ds1＝0.00mm，第7条线段的尾点与曲线花样的尾点重合，因此de7＝0.00mm。因而，曲线偏移量为：
d＝0.00mm+0.02mm+0.03mm+0.04mm+0.06mm+0.09mm+0.07mm+0.05mm+0.06mm+0.04mm+0.05mm+0.06mm+0.03mm+0.00mm＝0.60mm，曲线花样s＝20.95mm，该曲线的偏离度pd1＝0.60mm/20.95mm*100％＝2.86％。
所述的直线线迹的评分方法(参见图4)为：
本实施例中，直线花样为一段长度15mm、针距3mm的直线段，该线段存在6个缝纫点，会形成5段线迹。将全自动模板机加工后的布料的缝纫图形通过步骤三所述的图像采集，可以观察到5条存在间隔的小线段。通过进一步的图像旋转和缩放变换后，使得实物图像的第1条线段的首点与花样文件的首点重合，同时使得实物图像的第5条线段的尾点与花样文件的尾点重合。然后，通过计算机图形学方法测量出第1～5条线段的尾点与花样直线的最短距离分别为：de1＝0.02mm，de2＝0.06mm，de3＝0.02mm，de4＝0.02mm，de5＝0.00mm；第1～5条线段的首点与花样直线的最短距离分别为：ds1＝0.00mm，ds2＝0.04mm，ds3＝0.03mm，ds4＝0.01mm，ds5＝0.01mm，因而，直线段偏移量为：
c＝0.00mm+0.02mm+0.04mm+0.06mm+0.03mm+0.02mm+0.01mm+0.02mm+0.01mm+0.00mm＝0.21mm，直线花样l＝15mm，该直线的偏离度pd2＝0.21mm/15mm*100％＝1.40％。
所述的拐角线迹的评分方法(参见图5)为：
本实施例中，拐角花样为5个90度直角拐弯的折线。将全自动模板机加工后的布料的缝纫图形通过步骤三所述的图像采集和处理，得到每个拐弯处的两个小线段，通过计算机图形识别方法测量出这5个夹角值分别为87度、89度、93度、85度、92度，因而这5个拐角线迹的相似度分别为96.67％、98.89％、96.67％、94.44％、97.78％，将5个角度相似度求算术平均得到pes＝96.89％，根据pes值越接近1，拐角线迹的缝纫效果越好，评分越高的原理，表明，拐角线迹的缝纫效果较好。
所述的倒回缝线迹的评分方法(参见图6)为：
本实施例中，花样图形为一段长30mm的直线、具有4针倒回缝工艺，缝纫针距为3mm，正缝直线存在11个缝纫点，形成10段线迹，倒回缝存在4个缝纫点，形成4段倒回缝线迹，倒回针缝纫长度为12mm。将全自动模板机加工后的布料的缝纫图形通过步骤三所述的图像采集和和缩放，得到10段正缝纫小线段和4段倒回缝纫小线段，通过计算机图形识别方法，测量第1段倒回缝线段的首点与第10段正缝纫线段的尾点的距离ds1＝0.03mm，第1段倒回缝线段的尾点与第10段正缝纫线段的首点的距离de1＝0.07mm，第2段倒回缝线段的首点与第9段正缝纫线段的尾点的距离ds2＝0.12mm，第2段倒回缝线段的尾点与第9段正缝纫线段的首点的距离de2＝0.16mm，第3段倒回缝线段的首点与第8段正缝纫线段的尾点的距离ds3＝0.23mm，第3段倒回缝线段的尾点与第8段正缝纫线段的首点的距离de3＝0.27mm，第4段倒回缝线段的首点与第7段正缝纫线段的尾点的距离ds4＝0.32mm，第4段倒回缝线段的尾点与第7段正缝纫线段的首点的距离de4＝0.36mm。因而，倒回缝纫总体偏移量为：
e＝0.03mm+0.07mm+0.12mm+0.16mm+0.23mm+0.27mm+0.32mm+0.36mm＝1.56mm，pd3＝1.56mm/12mm*100％＝13.00％。
所述的缝纫针距的评分方法为：
本实施例中，缝纫花样为2段长为30mm的直线和1段半径为20mm的半圆形曲线，缝纫针距为3mm，每条直线存在11个缝纫点，形成10段线迹，半圆形曲线，长62.8mm，存在22个缝纫点，形成21段线迹。
将全自动模板机加工后的布料的缝纫图形通过步骤三所述的图像采集和缩放，通过计算机图形学方法测量对应于上述41段小线段的长度，分别为，2.93mm、2.92mm、2.95mm、2.99mm、2.97mm、2.95mm、2.93mm、2.94mm、2.94mm、2.89mm、2.93mm、2.96mm、2.93mm、2.93mm、2.96mm、2.98mm、2.99mm、2.96mm、2.99mm、2.97mm、3.02mm、2.99mm、2.98mm、2.95mm、2.98mm、3.01mm、3.04mm、3.04mm、3.03mm、3.08mm、2.95mm、2.98mm、3.01mm、2.98mm、2.95mm、2.98mm、3.01mm、2.96mm、2.99mm、2.97mm、3.02mm。该数据的算术平均es＝2.974mm，均方差ds＝0.0377。
实际应用时，计算机将每个图形采样后先分割成曲线、直线等不同图形，然后对每种类型的图形单独缩放和旋转，使得该分割后的图形的起点和终点与花样数据文件中相对应类型图形的起点终点重合，再将该图形分成若干小段，分别与原花样图形进行对比，计算偏移量。